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Una nuova macchina utilizza onde ultrasoniche per far muovere le particelle a mezz’aria in schemi “previsti

A differenza di altri dispositivi che utilizzano anche radiazioni sonore per manipolare la materia, il nuovo sistema può spostare diversi oggetti in direzioni diverse contemporaneamente. Questo tipo di tecnologia di levitazione, descritta online la settimana del 17 dicembre in Proceedings of the National Academy of Sciences, potrebbe essere utilizzato in ambienti di microelettronica o aiutare per manovrare piccoli oggetti all’interno del corpo per le cure mediche.

Nel nuovo dispositivo, una serie di 256 speakers, ciascuno di circa 1 centimetro di larghezza, si affacciano su un’altra matrice di speakers identici ad una distanza di 23 centimetri. Gli altoparlanti emettono onde sonore a frequenze troppo alte per essere udite, creando un complesso campo sonoro tra i due array. Questo campo sonoro sprigiona alta intensità, arrivando a respingere le particelle e le sacche che intrappolano le particelle. Controllando la temporizzazione delle onde ultrasoniche rilasciate da ciascun diffusore, i ricercatori possono spostare queste regioni silenziose e che circondano le particelle in tre dimensioni.

Mentre le pinzette laser possono pilotare oggetti microscopici molto più piccoli, le onde sonore possono sollevare carichi di pochi centimetri. Le onde sonore da 40 chilohertz del nuovo dispositivo possono manipolare fino a 25 sfere di schiuma alla volta, e ognuna aveva tre millimetri di diametro. Una versione futura che emette frequenze più alte potrebbe catturare oggetti più piccoli.

Come funziona questo nuovo dispositivo ultrasonico

La capacità del dispositivo di spostare molte particelle in tutte e tre le dimensioni rappresenta “un’eccellente progressione” nella tecnologia della levitazione acustica, afferma Christine Démoré, uno scienziato che studia gli ultrasuoni presso il Sunnybrook Research Institute di Toronto non coinvolto nel lavoro.

Poiché le onde sonore viaggiano attraverso il tessuto, le pinzette acustiche potranno un giorno  distribuire farmaci su specifici organi, eliminare detriti di calcoli renali o guidare i dispositivi medici impiantati in nuove posizioni all’interno del corpo, afferma il coautore Bruce Drinkwater, un ingegnere ultrasonico dell’Università di Bristol in Inghilterra.

La tecnologia potrebbe anche facilitare la costruzione di componenti microelettronici delicati, dice il coautore Asier Marzo, scienziato informatico dell’Università di Navarra a Pamplona, ​​in Spagna.